专利名称：间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统及控制方法
技术领域：
本发明属于包装机械控制领域，涉及一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵 引控制系统及控制方法，用于间歇式包装机塑料薄膜制袋的包装材料制袋过 程牵引控制。
背景技术：
包装机械是目前国内迅速发展的新型行业，当前应用于食品、制药、化工、
曰化等行业间歇式自动包装机塑料薄膜制袋的包装材料牵引有两种控制方式: 其一，纯机械的曲柄摇杆电磁离合间歇控制，该种纯机械的曲柄摇杆电磁离 合间歇控制调整麻烦、噪音大、电^f兹离合摩擦片易磨损，控制精度低并且维 修成本高。其二，伺服电机间歇控制和步进电机间歇控制，伺服电机和步进 电机间歇控制虽然控制精度高，但系统制造成本高，维护保养需要专业人员。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的缺陷及不足，提供一种塑 料薄膜制袋牵引控制系统及控制方法，采用普通电机实现包装材料定长牵引 或光标跟踪定位控制。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的
依据本发明提供的一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统，它含
有
(1) 一个旋转编码器，用于纵封牵引辊驱动电机的速度测量及纵封牵引辊行 走步长的检测与控制；
(2) —个色标传感器，用于包装袋色标的检测及商标定位控制；
(3) —个放纸传感器，用于包装纸放纸信号的检测及放纸操作；(4) 一个放纸驱动器，用于由系统控制器对其进行放纸长度控制；
(5) —个纵封牵《1辊启动传感器，用于纵封牵引辊的运行启动操作；
(6) —个纵封牵引辊驱动器，用于与系统控制器配合对纵封牵引辊实现运行 时间及行走步长的运行操作；
(7) 计算机及系统控制器，通过系统控制器壳体后面板上的接线端子，由数 据线分别与旋转编码器、色标传感器、放纸传感器、放纸驱动器、纵封 牵引辊启动传感器、纵封牵引辊驱动器相连接，用于包装机走纸运行信 息采集及处理和包装机走纸运行控制的输出及处理。
一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统的控制方法，它包括 以下步骤
(l)开始，系统初始化，准备接收系统测控信息；
U)通过系统控制器的相应功能轻触按键输入包装材料设定尺寸的参数并
存入系统的存储器； (3)启动系统控制器工作
1) 执行放纸操作；
2) 包装机主电机运行
① 系统计算机接收被测信息；
a. 启动纵封牵引辊运行的信息检测；
b. 旋转编码器确定纵封牵引辊的步长；
c. 旋转编码器确定纵封牵引辊驱动电机速度；
② 系统计算机按设置参数执行程序操作
a. 纵封牵引辊执行拉袋走纸操作；
b. 纵封牵引辊执行拉袋袋长误差补偿操作；
③ 纵封执行牵引辊拉袋操作结束； a.下料装置执行物料充填操作；b.放纸装置执行放纸操作； 上述过程周而复始，完成制袋、充填、封合的全过程。 本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益的效果。 本发明采用普通交流电机就实现了包装材料定长牵引或光标跟踪定位控 制。定长控制应用在包装材料上无独立商标的场合，首先在袋长控制器上设 定一个袋长数值，通过旋转编码器采集纵封牵引辊驱动电机轴旋转时产生的 袋长脉沖数据，当数据达到设定值时，袋长控制器发出信号使牵引电机制动， 实现定袋长控制。跟标;溪式应用在包装材料上有独立商标的场合。印有独立 商标图案的包装材料在纵封牵引辊拖动下运动，当色标传感器检测到包装材 料上的图案光标时，控制器发出信号制动牵引电机，使包装材料停止运动， 实现商标定位控制。本项技术操作简便，当制袋长度改变时，只要重新设置 相应数值即可，机器其它机构无需做任何调整。另外同样达到袋长的控制精 度，用普通单相齿轮变速交流电机比起采用司服电机驱动或步进电机驱动的 系统制造成本低得多，采用闭环负反馈控制理论实现包装机走纸拉袋的精确 控制，工作时，利用计算机对安装在单相交流齿轮变速电机轴上的旋转编码 器进行扫描检测，用以确定纵封牵引辊行走的步长，以满足包装机制袋袋长、 商标图案定位及分切的要求。采用交流电机的电制动控制方式保证纵封牵引 辊可靠定位。为保证包装机制袋袋长、商标图案定位及分切的控制精度，当 纵封牵《I辊拉袋结束，对交流齿轮变速电机釆取电制动方式。
总之，本发明设计原理筒单，系统配置部件少，整机结构可视性好，设 备安装、调试、维护方便快捷，促进了塑料薄膜制袋牵引控制方法的创新与 发展，提高了包装机械或制袋机械的整机配套能力，降低了包装机械或制袋 机械设备的生产成本。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图l是本发明的系统控制器结构示意图2是本发明的系统控制器后面板系统接线示意图3是本发明的系统控制器工作原理框图4是本发明的系统控制器工作流程图。
图中1.壳体2.前面板3.液晶显示器4.功能按4建5、后面板6、接线
端子
具体实施例方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式
、结构、 特征及其功效，详细说明如后。
请参见图1-4, 一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统，它含有
(1) 旋转编码器由红外光电开和旋转码盘组成。通过与计算初4妄口实现包装 机主机的速度测量及纵封牵引辊行走步长的检测与控制。
(2) 色标传感器采用光电开关。通过与计算机接口实现包装机包装袋色标的 检测及商标定位控制。
(3) 放纸传感器采用电感式接近开关。通过与计算机接口实现包装机包装纸 放纸信号的检测及放纸定位控制。
(4) 放纸驱动器采用单相交流齿轮变速电机。由系统控制器对其进行放纸长
度控制。
(5) 纵封牵引辊启动传感器采用电感式接近开关。通过与计算机接口实现包 装机纵封牵引辊的运行操作。
(6) 纵封牵引辊驱动器采用单相交流齿轮变速电机。通过与系统控制器配合 对纵封牵引辊实现运行时间及行走步长的运行操作。
(7) 计算机及系统控制器通过系统控制器壳体1后面板5上的接线端子6，由 数据线分别与旋转编码器、色标传感器、放纸传感器、放纸驱动器(单相 交流电机)、纵封牵引辊启动传感器、纵封牵引辊驱动器(单相交流电机) 相连接，用于包装机走纸运行信息采集及处理和包装机走纸运行控制的输出及处理。 l)基本构成
① 微处理器芯片(magel28);
② 多数字信号输入调理隔离接口电路(比较器、光电耦合器)；
③ 多数字信号输出调理隔离接口电路(光电耦合器、功率驱动器)；
④ 线性隔离开关稳压电源电路；
⑤ 功能轻触按键及功能参数设置轻触按键4装在前面板2上； 参数设置及系统运行状态显示的液晶显示器3 (LCD液晶屏)装在前面板2
上；
⑦专用仪表塑料外壳体1及后面板5上装有相应功能插拔式接线端子6。
2) 基本功能
① 功能参数设置(袋长、补偿、放纸时间、预置数等)；
② 包装机走纸运行信息采集及处理；
③ 包装机走纸运行控制的输出及处理。
3) 其它功能
① 物料充填(计量、速度、起动等信息采集及控制)；
② 包材封合温度(横、纵封加热棒温度信息采集及控制)；
③ 包材张力(包材走纸运行中张力信息采集及控制)；
④ 故障信息处理(无纸停机、横、纵封加热棒断路故障停机等)
横、纵封温度、包材张力等检测与控制一般由相应摸块和系统控制器配 合实现。
一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统的控制方法，它包括 以下步骤
(1) 开始，系统初始化，准备接收系统测控信息；
(2) 通过系统控制器的相应功能轻触按键输入包装材料设定尺寸的参数并存
8入系统的存储器，功能参数设置
1) 包装机制袋参数
① 包材长度尺寸(mm)
② 纵封牵引辊运行时间(S)
③ 成品袋袋长误差补偿参数(mm)注该参数一般由袋长误差结果决定
2) 其它参数
① 物料充填参数
② 包材封合温度参数
③ 包材张力参数 (3)启动系统控制器工作
1) 执行放纸操作；
2) 包装才几主电机运行
CD系统计算机接收被测信息；
a. 启动纵封牵引辊运行的信息检测；
b. 旋转编码器确定纵封牵引辊的步长；
c. 旋转编码器确定纵封牵引辊驱动电机速度；
② 系统计算机按设置参数执行程序操作
a. 纵封牵引辊执行拉袋走纸操作；
b. 纵封牵引辊执行拉袋袋长误差补偿操作；
③ 纵封执行牵引辊拉袋操作结束；
a. 下料装置执行物料充填操作；
b. 放纸装置执行放纸操作； 上述过程周而复始，完成制袋、充填、封合的全过程。 工作原理
首先，在走纸起动信号(电感式接近开关)作用下，交流电机驱动纵封牵引辊旋转。
1 )系统控制器通过安装在交流电机轴上的旋转编码器由计算机进行速度捡
测
① 确定交流电机旋转的起始时间。
② 确定纵封牵引辊拉袋走纸的长度。
2) 系统计算机根据闭环负反馈控制算法按系统设置的参数(袋长、补偿、交 流电机旋转时间)输出相应控制信号对交流电机进行控制和调整，驱动纵 封牵引辊完成拉袋走纸操作。
3) 捡测三种信息
① .包装机拉袋走纸袋长信息到；
② ，交流电机驱动纵封牵引辊旋转时间结束；
③ .色标定位(光电开关)信息到。
三种捡测信息均可使系统控制器输出信号对交流电机进行电制动控制操 作，保证纵封牵引辊停止旋转的精确定位。
4) 上述过程即而完成包装机拉袋走纸的全部操作，其它控制与操作(放纸、 加热、充填等)均在相应信号作用下由各职能机构分别独立完成。
权利要求
1.一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统，它含有(1)一个旋转编码器，用于纵封牵引辊驱动电机(单相交流齿轮变速电机)的速度测量及纵封牵引辊行走步长的检测与控制；(2)一个色标传感器，用于包装袋色标的检测及商标定位控制；(3)一个放纸传感器，用于包装纸放纸信号的检测及放纸操作；(4)一个放纸驱动器，用于由系统控制器对其进行放纸长度控制；(5)一个纵封牵引辊启动传感器，用于纵封牵引辊的运行起动操作；(6)一个纵封牵引辊驱动器，用于与系统控制器配合对纵封牵引辊实现运行时间及行走步长的运行操作；(7)计算机及系统控制器，通过系统控制器壳体后面板上的接线端子，由数据线分别与旋转编码器、色标传感器、放纸传感器、放纸驱动器、纵封牵引辊启动传感器、纵封牵引辊驱动器相连接，用于包装机走纸运行信息采集及处理和包装机走纸运行控制的输出及处理。
2. —种用于权利要求1所述的一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统 的控制方法，它包括以下步骤(1) 开始，系统初始化，准备接收系统测控信息；(2) 通过系统控制器的相应功能轻触按一睫输入包装材料设定尺寸的参数并存 入系统的存储器；(3) 启动系统控制器工作1) 执行放纸操作；2) 包装机主电机运行①系统计算机接收被测信息；a. 启动纵封牵引辊运行的信息检测；b. 旋转编码器确定纵封牵引辊的步长；c.旋转编码器确定纵封牵引辊驱动电机速度； ②系统计算机按设置参数执行程序操作a. 纵封牵引辊执行拉袋走纸操作；b. 纵封牵引辊执行拉袋袋长误差补偿操作； ③纵封执行牵引辊拉袋操作结束；a. 下料装置执行物料充填操作；b. 放纸装置执行放纸操作； 上述过程周而复始，完成制袋、充填、封合的全过程。
全文摘要
本发明涉及一种间歇式包装机塑料薄膜制袋牵引控制系统及控制方法，由旋转编码器、色标传感器、放纸传感器、放纸驱动器、纵封牵引辊启动传感器、纵封牵引辊驱动器、计算机及系统控制器构成，工作时通过系统控制器的相应功能轻触按键输入包装材料设定尺寸的参数并存入系统的存储器，包装机主电机运行，系统计算机接收被测信息，并按设置参数执行程序操作，纵封牵引辊执行拉袋走纸、拉袋袋长误差补偿操作，下料装置执行物料充填操作，放纸装置执行放纸操作，周而复始，完成制袋、充填、封合的全过程。本发明采用普通交流电机实现包装材料定长牵引或光标跟踪定位控制，结构简单，系统配置部件少，设备安装、调试、维护方便快捷，配套生产成本低。
文档编号B65B51/00GK101559845SQ20081005276
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者刘伟信, 刘印贵, 吕玉明, 吴家礼, 岑永祚 申请人:天津电子信息职业技术学院;刘印贵;吕玉明;刘伟信;岑永祚;吴家礼